如何利用计量自动化系统异常数据准确判断计量装置故障

如何利用计量自动化系统异常数据准确判断计量装置故障

陈兆辉

云南电网有限责任公司德宏供电局 云南德宏 678400

前言：随着云南电网公司计量自动化终端全覆盖及指标提质攻坚以后，对各类计量装置的数据采集及监测已日益完善。日常计量装置运维及故障处理中所需的计量数据，在计量自动化系统中均有采集，通过对计量自动化系统采集的数据进行分析，可初步判断出计量装置故障来源与成因，计量装置维护工作中利用计量自动化系统,判断计量装置故障不仅大大节约了人力物力,更提高了工作效率，目前计量自动化系统已应用于计量装置故障判断与排查，发挥着计量故障的自动分析功能，这里主要分析计量运维人员如何通过运用计量自动化系统,快速的检查电能表等计量装置的运行情况,，能够更好的实时监控计量故障, 为解决计量装置故障提供更好的方法。

1.计量自动化系统判断计量故障的方法

当计量装置出现异常时，会影响到计量装置的计量结果。计量自动化系统通过采集回的数据，发现数据异常，如何正确分析出计量故障成因、来源等，对此需要科学的故障判断方法。首先应从系统采集回的计量装置的电压、电流等关键数据、信息，来辅助判断计量装置故障原因，主要可以通过以下几种方法：

1.1电量法

（1）如得知用户已经用电，计量自动化系统显示用户三相电压、三相电流处于平衡状态，电压值正常，而三相电流值为0或电流值较小（＜0.1），而电量行度数维持不变状态下，可判断用户三相电流在电能表前已短接（联合接线盒电流短接片未打开）。

（2）用户正常用电时，用户三相电压、三相电流处于正常状态，而计量自动化系统采集回的电能表电量表码不变或出现回行，排除用户新更换电能表等原因外，则能判定电能表故障。

（3）电量累计方向或象限异常，如用电客户电量表码反向有功走字，结合电流及功率因数值，可判断用户电流进出线接反。

1.2电流法

（1）高供高计三相三相接线方式，如果客户正常用电，采集回的计量装置三相电压正常，而A相、C相其中一相电流变为0，就能判定此相处于失流状态，或者当这两相电流之间有着很大差距，可以参照系统中的相关原始数据加以对比、剖析，经追溯参照如果发现这两相电流长期处于平衡状态，却忽然在某个时段发生很大差距，结合用户用电性质，意味着电流较小的相失流。

（2）高供高计三相三相接线方式，如果客户正常用电，采集回的计量装置三相电压正常，而A相、C相其中一相电流为负值，不能立刻断定该相电流进出线接反，可以参照系统中的相关原始数据加以对比、剖析，同时结合用户用电性质确认三相负荷是否平衡，用户是否存在两相用电负荷等，如果发现这两相电流长期处于平衡状态，却忽然在更换比较之后或某个时段一相电流出现负值，意味着该项电流进出线接反。

（3）高供高计三相四相接线方式，如果客户正常用电，采集回的计量装置三相电压正常，而三相中其中一相或两相电流变为0，就能判定此相处于失流状态，或者当三相电流之间有着很大差距，可以参照系统中的相关原始数据加以对比、剖析，经追溯参照如果发现三线相电流长期处于平衡状态，却忽然在某个时段发生很大差距，意味着电流较小的相失流。

（4）高供高计三相四相接线方式，如果客户正常用电，采集回的计量装置三相电压正常，而三相中其中一相或两相电流为负值，就能判定此相电流进出线接反。

（5）高供低计三相四相接线方式，该类用户相对特殊，一般为既有三相负荷又有单相负荷，负荷分布也有失均衡，而且各项用电设备并非同步运行。如果采集回的计量装置三相电压正常，而三相中其中一相或两相电流为0，需根据用户具体使用负荷，跟踪调查或实地勘察，进而判断其是否处于失流状态。如果采集回的计量装置三相电压正常，而三相中其中一相或两相电流为负值，可已通过分析用户负荷性质及参照系统中的相关原始数据加以对比、剖析，经追溯参照如果发现三线相电流长期处于平衡状态，且用户家中却无光伏发电及发电机等设备时，可确认出现负值的相电流进出线接反。

1.3电压法

计量装置电压异常主要有失压、欠压、电压越上限、电压越下限、三相电压不平衡等几种，其中尤以失压故障出现最多。

低压计量失压故障，低计三相四线接线方式，如果出现某一相电压为0，而该相电流值同时为0，可判断该相断线；高压计量失压故障，当出现高压计量失压现象时，意味着存在隐形故障，如果计量自动化系统中个别用户两相电压之间有所差异，是否能判定该用户计量装置出现问题，还要根据现场实际核查情况来具体分析。其中主要的故障来源包括：电压互感器一次侧高压熔断器熔断、计量箱故障、二次回路断线等。

（1）高供高计三相四线接线方式如果出现一相电压为0，而该相电流值同时为0，其他两相电压、电流均正常，可判定该相电压一次侧高压熔断器熔断；如果出现一相电压为0，而该相电流正常，其他两相电压、电流也均正常，可判定该相电压二次回路断线。

2. 高供低计三相四线接线时，该类用户相对特殊，如果出现一相电压为0，而该相电流值同时为0，其他两相电压、电流均正常，需根据用户具体使用负荷，跟踪调查或实地勘察，进而判断其是否出现一次断线情况；如果出现一相电压为0，而该相电流正常，其他两相电压、电流也均正常，可判定该相电压二次回路断线。

表1：Y/y接线电压互感器一次侧一相失压数据值

表2：Y/y接线电压互感器一相失压数据值

（3）高供高计三相三线接线计量装置，由于其电压互感器多采用VV0接线方式，结合以前现场实践测得的数据，通过计量自动化系统监测到的不同相的电压值，可根据下表判断出现场实际故障情况。

表3：V/V接线电压互感器一次侧失压数据值

表4：V/V接线电压互感器二次侧失压数据值

1.4综合法

综合法是指同时对某一计量装置一个时段内的电压、电流、功率、功率因数及电量进行综合分析，从而能更加准确地发现一些较为复杂的计量装置异常问题，进而得出进一步的结论。

2. 实际案例分析

1. 计量运维人员通过计量自动化系统监测到某用户三相电压值，Ua=58V、Ub=0V、Uc=59V，三相电流平衡Ia=0.13A、Ib=0.12A、Ic=0.12A，通过电压法可初步判断出故障原因为B相电压二次侧断线，如果用户接线方式为三相四线接线，则三相电压正常应为Ua=58V、Ub=57.7V、Uc=59V；如果用户接线方式为三相四线接线，则三相电压正常应为Ua=100V、Ub=0V、Uc=100V。经过现场核对，从电压二次回路开始查找故障点，最终确认B相电压二次回路空气开关故障，现场电能表规格为3×57.7/100V，更换B相电压二次回路空气开关后，三相电压恢复为Ua=58V、Ub=57.7V、Uc=59V，故障顺利消除。

2. 结算人员反映某用户用自上个月更换完表计之后电量突然减小，计量运维人员通过计量自动化系统监测发现，该用户为高压高计三相四线计量方式，该用户三相电压正常，为Ua=59.3V、Ub=58.9V、Uc=59.1V，而三相电流值为Ia=1.25A、Ib=1.31A、Ic=-1.27A，一相电流为负值，采用综合法对该用户自更换电能表之后的用电量进行分析，每日用电量约为更换电能表前每日用电量的三分之一，从而可以确认改用户电能表C相电流进出线接反。经现场使用电能表现场校验仪对接线进行检查后，确认C相电流反进电能表，导致电能表只计了用户用电量的三分之一，通过更正系数法对改用户少计电量进行了及时补收，证明采用计量自动化系统综合法对计量装置故障判断正确。

3.结语

计量自动化系统具有高度的自动化功能，系统采集的电能量数据多，密度大，通过对这些数据进行分析判断，可获取多种非正常用电信号，再加以人工深入剖析，即可迅速判断出计量装置故障的来源及成因。